武汉理工大学机电学院《智能仪器设计基础》课程设计
目 录
1、绪论 .........................................(1) 2、总体方案设计 .................................(2) 3、系统硬件设计 .................................(4) 3.1 AT89C52单片机 ........................... (4) 3.2 A/D转换器TLC2543 .........................(6) 3.2.1 A/D转换简介 .................................(6) 3.2.2 A/D转换器TLC2543 ........................... (7) 3.3 二阶滤波器电路 ...........................(7) 3.4 串口通信 ..................................(8) 3.5 数码管显示设计 .............................(10) 3.6 报警电路设计 ..............................(10) 3.7 脉冲波产生电路 .............................(11) 3.8 总电路图说明 ..............................(12) 4、软件流程图 .................................(14) 5、编程 ......................................(15) 6、结束语 ....................................(20) 7、参考文献 .................................(20) 附图一 ......................................(22)
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武汉理工大学机电学院《智能仪器设计基础》课程设计
摘要：智能化数据采集和电压监控系统采用89C51单片机为核
心，控制逐次逼近型A/D转换器TLC2543进行多路信号采集。根据要求，该设计是对2~4v范围变化的模拟信号进行连续采样，并且能够去除模拟信号中的尖峰脉冲干扰和50Hz的工频干扰，在采样中该系统还能保存最近的50个连续采样值，用4位7段数码管对选通通道和电压值显示。对于低于2V和高于4V的电压信号分别有不同的报警方式。其中，对于低于2V的电压信号用绿灯亮报警，高于4V的电压用红灯亮进行报警。在系统中设计了串口通信模块，实现该系统和计算机的通信，方便了对电压监控系统的控制。
关键词：智能仪器、数据采集、电压监控、单片机、A/D转换器
1、绪论
随着仪器仪表和信息管理的高度自动化，以计算机为核心的信息
处理与过程控制相结合的智能仪器系统应运而生。智能仪器是计算机技术与测试技术相结合的产物，是含有微型计算机或微处理器的测量仪器。由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断和自动化操作等功能，具有一定的智能作用，所以被称为智能仪器。在近年来的发展中，智能仪器已开始从数据处理向知识处理发展，并具有模糊判断、故障判断、容错技术、传感器融合、机电寿命预测等功能，使智能仪器向更高的层次发展。在本次设计中，就是根据智能仪器原理对电压信息
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作数据采集和电压监控系统，该设计在现实中也有很大的意义。电压监控系统主要以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，对器件电压信息的实时数据采集、开关 状态检测及远程控制提供了基础平台，并且它能够和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统，在电子元件 尤其是具有电压源系统中挥了核心作用。
2、总体方案设计
根据设计要求要设计一个智能化的数据采集和电压监控系统，该
系统以单片机为核心并具有如下功能：
1）、能对2-4v范围变化的模拟信号进行连续采样（模拟信号中有尖峰脉冲干扰和50Hz工频干扰）和实时数字显示，采样频率为10Hz，保存最近的50个连续采样值；
2）、当采样值小于2v时第1个报警灯闪烁，大于4v时第2个报警灯闪烁；
3）、能对存在的系统误差进行线性插值校正；
4）、能和上位机进行串行通信，根据上位机的要求随时将采样数据上传；
5）、能产生占空比为20%幅度为5v的50Hz脉冲波供外设用。 外设要求：
1）、正确选择A/D，使测量分辨率达到1mv以内，正确设计单片机系统、LED显示、报警灯单元；
2）、要求系统具有自动零点校正和自动增益校正功能； 3）、分析系统的对两类干扰的去除情况，指标论证；
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